實驗室最拼命的博士生，為什么卻面臨延畢？
2022-05-30 15:45:33
作者：材料科學與工程 來源：材料科學與工程
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“你這樣下去，會延期畢業的！” 我對一名博士生發急了。
該生在別處讀碩士時，曾發表3篇SCI論文。加入我的課題組后，他能提出科研點子，也像“拼命三郎”似的做實驗，我就沒有多管他。7個月后，我催他把實驗數據整理成文，他卻支支吾吾地說，之前的實驗結果“都不能用”。我頓時兩眼一黑……
我對學生說，讀研時間一晃而過，除去上課、假期和找工作，真正能用于研究的時間非常有限。而要畢業又需要發表若干篇論文，因此，研究生做科研得有章法！
實驗設計：“不戰而屈人之兵”
很多新進校研究生一頭霧水——怎么找研究課題和實驗點子？
其實，研究方向一般是老師指定的，而具體的實驗點子，如果不是老師給的，則源于閱讀本課題組和同行發表的論文。
研究生一邊讀文獻，一邊要把“思想的火花”記在筆記本上。等積累了幾個點子，再找老師討論。
腦子里要有“論文”的概念。
完成這一系列實驗后，能發表論文嗎？別人研究過類似的東西嗎？自己的實驗點子有創新性嗎？能在一段時間（比如一年）內做出來嗎？經驗豐富的老師知道哪些點子有價值且可行，而哪些點子應該被“排除”。
接下來，可以挑出最有希望的一個點子開展研究。
也可以用少量時間，對幾個點子進行初步嘗試。比如，用一兩個星期，制備幾個催化劑，并測試它們的催化性能。
嘗試后，就知道實驗點子是否值得深入研究，或者幾個點子當中哪一個最優。一旦發現能夠發表論文的點子，就要“掘地三尺”，直到產出一篇論文。
做實驗不能像“玩”一樣。
想一想——在選定的實驗條件下測得的一組數據，能成為論文的一張圖嗎？很多學生沒有設計好實驗條件，亂做一氣。
比如，一名學生平時用實驗室一臺馬弗爐制樣。有一天實驗室的馬弗爐被別人用了，她就用同學課題組的馬弗爐焙燒樣品。但那臺爐子并不精準，爐溫忽高忽低，這就導致實驗結果不能用。類似的事情經常會發生。
初學者往往喜歡研究實驗條件參數對實驗結果的影響。
比如，制備一種催化劑的變量有制備方法（5種）、焙燒溫度（5個）、活性組分的含量（5個）。缺乏經驗的學生就按照5:5:5種組合，制備了125個催化劑。接著，不但要測試這些催化劑的催化性能，還要用多種儀器進行物理化學表征，非常耗時。做科研不是在工廠里搞技術研發。
做科研是設定一個模型體系，用有限的實驗，說明現象和規律，探討現象背后的原因，而不是無止境地進行條件實驗。
總之，要借鑒孫子兵法里的“不戰而屈人之兵”，在動手之前多動腦子！
做實驗：“活要見人，死要見尸”
有很多學生做實驗做著做著，就把課題做“死”了——他們對老師說，實驗數據不能用。
而當老師讓他們把數據拿出來看看，他們又說還沒來得及處理數據。更有甚者，一旦他們認為數據不能用，不但沒有做后續實驗，還把樣品丟了！
我對學生說，做實驗“活要見人，死要見尸”——不要只是說數據不好，而要及時分析、處理數據，并向老師展示數據是什么樣的，進而討論數據是否真的“不能用”。只要實驗沒做錯、數據是可重復的，我們應該理直氣壯地面對實驗數據。往往，經過討論、分析，發現數據還是能說明問題的。
得到“負面實驗結果”并不一定是壞事。
把原因搞清楚，或者尋求合理的解釋，也能發表論文。哪怕得到的實驗結果不能發表論文，“跌倒還要抓把泥”——從實驗結果中，我們能提取到有價值的信息，這有助于我們設計新的實驗。
還有的學生不及時處理數據，做了很多實驗后，才發現先前的樣品沒有合成好、實驗條件沒有選好。我對學生強調，要及時處理數據，看看數據呈現什么規律、有哪些數據需要重做，然后及時補充實驗。
那么，發現實驗效果不甚理想怎么辦？
如果實驗效果很差，并且還沒有花費太多時間，那么可以“小船調頭快”，轉而研究別的實驗點子。而如果已經花了很多時間，并且數據尚且能整理成能夠“管畢業”的論文，那么可以“一竿撐到底”。
無論如何，我希望實驗“做一個準一個”。哪怕實驗數據不能在一流學術刊物發表，至少也要能夠寫到學位論文里，不但構成“工作量”，也讓讀者有啟發。
時間管理：要聰明地工作
有很多學生工作很努力，但不“討巧”。
以本文開頭提及的那位博士生為例，剛開始他經常坐在電腦前讀文獻。后來做實驗，他還沒有完成一個實驗點子，就不停地嘗試著新的實驗點子，僅僅滿足于合成催化劑、做簡單的催化反應測試，而沒有及時推進后續表征實驗。
我對學生說，不要只讀文獻，而不做實驗。讀文獻要帶有目的——想了解什么信息？要解決什么問題？讀文獻可以和做實驗、寫論文結合起來，在不同的階段穿插進行，而不是非得讀了1000篇文獻才能開展實驗。
不要同時做幾個課題。
有能力的學生的確可以同時做幾件事情，但對于普通的學生來說，還是一步一個腳印為好，避免忙中出錯。一個階段有一個階段的工作重心。如果眼下的研究體系經過一番“狂轟濫炸”，能產出一篇論文，那為什么不“勁往一處使”呢？
不能只測數據而不整理論文。
就像一個青年教師需要像“切香腸”似的每過一段時間發表一篇論文一樣，研究生也需要通過階段性的產出論文來證明自己的進展。論文是科研的階段性小結。完成了一篇論文，自己一身輕松，可以接著開展下一個研究。
要合理安排時間。
比如說，我們從事催化研究，需要合成樣品、測試催化反應性能，并進行物理化學表征測試。把樣品送到別處去做表征測試，等待測試結果時，就可以看文獻、思考如何解釋實驗數據、如何推進后續實驗，甚至開始寫論文或者開展別的實驗，而不能干坐著。
如果哪一天自己真的不在狀態，不想做實驗，那么可以回寢室休息。休息，是為了更好地工作。如果暑假里學校的公共測試平臺放假，無法推進實驗，那么學生可以整理論文，或者把自己已經發表的英文論文翻譯為對應的學位論文章節。
我希望學生在寫論文時，先確定論文整體框架，整體完成，再在老師的指導下進行修改。但往往有些學生沒有領會老師的意圖，他們習慣于在論文的局部“繡花”，這會影響整體進度。
比如，一個學生花了很多時間，把幾張圖組合成一張大圖。但這不符合我的心意，我希望一張圖就是一張圖。如果這個學生事先能征求老師的意見，那會少做很多無用功。
不要糾結于某一個點出不來。
有一次，我問一個學生為什么沒有及時整理出論文。他說文章不發了，是因為他提出的反應機理是錯的。
我說，如果反應機理是錯的，那么我們改正機理。如果這件事你會做，那么由你來做；如果你不會做，可以讓師兄提出一個機理，寫文章時把師兄的名字加上。可是，他還在“憤世嫉俗”地說：“我研讀了很多文獻，有很多人提出的機理都是錯的。”我回應稱：“別人錯，是別人的事。你還得把自己的文章整出來。”
以上這些，就是我通過做科研和帶研究生總結出來的經驗和教訓。
老師們真的不希望自己的研究生犯上述低級錯誤，因為一旦犯錯，就會浪費大把時間。但愿研究生讀者們能從中獲得啟發，更高效地完成學業。
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